1 Вступ
В даний час основна сировина, що використовується при підготовціцелюлоза ефірє бавовною, і його продукція знижується, а ціна також зростає;
Більше того, зазвичай використовуються ефірні засоби, такі як хлорооцтова кислота (високотоксична) та етиленоксид (канцерогенна), також є більш шкідливими для людського організму та навколишнього середовища. Книга
У цій главі соснова целюлоза з відносною чистотою понад 90%, витягнутих у другій главі, використовується як сировина, а хлороацетат натрію та 2-хлоратанол використовуються як замінники.
Використання високотоксичної хлорооцтової кислоти як ефірного агента, аніонногоКарбоксиметил целюлоза (CMC), готували неіонну гідроксиетил целюлозу.
Целюлоза (HEC) та змішана гідроксиетил карбоксиметил целюлоза (HECMC) Три ефри целюлози. єдиний фактор
Методи підготовки трьох ефірів целюлози були оптимізовані за допомогою експериментів та ортогональних експериментів, а синтезовані ефіри целюлози характеризували FT-IR, XRD, H-NMR тощо.
Основи ефірності целюлози
Принцип ефірності целюлози можна розділити на дві частини. Перша частина - це процес алкалізації, тобто під час реакції алкалізації целюлози,
Рівномірно розповсюджені в розчині NaOH, соснова целюлоза жорстоко набрякає під дією механічного перемішування та з розширенням води
Велика кількість невеликих молекул NaOH проникла у внутрішню частину соснової целюлози, і реагували з гідроксильними групами на кільці структурної одиниці глюкози,
Генерує лужну целюлозу, активний центр реакції ефірності.
Друга частина-це процес ефірифікації, тобто реакція між активним центром та хлороацетатом натрію або 2-хлоретанолом в лужних умовах, що призводить до
У той же час ефірний засіб хлороацетат натрію та 2-хлоретанол також вироблятимуть певний ступінь води в лужних умовах.
Побічні реакції вирішуються для генерування гліколату натрію та етиленгліколю відповідно.
2 Концентрована декористалізація лугу попередня обробка соснової целюлози
По -перше, приготуйте певну концентрацію розчину NaOH з деіонізованою водою. Потім при певній температурі 2 г соснового волокна
Вітамін розчиняють у певному об'ємі розчину NaOH, перемішують протягом певного періоду часу, а потім фільтрують для використання.
Виробник моделі приладів
Точний метр рН
Тип колектора постійна температура нагрівання магнітної мішалки
Вакуумна сушена піч
Електронний баланс
Циркуляційний тип води багатоцільового вакуумного насоса
Інфрачервоний спектрометр перетворення Фур'є
Рентгенівський дифрактометр
Ядерний магнітний резонансний спектрометр
Hangzhou Aolilong Instrument Co., Ltd.
Hangzhou Huichuang Instrument Equipment Co., Ltd.
Shanghai Jinghong Експериментальне обладнання Co., Ltd.
Mettler Toledo Instruments (Shanghai) Co., Ltd.
Hangzhou David Science and Education Instrument Co., Ltd.
American Thermo Fisher Co., Ltd.
Американська термоелектрична швейцарська компанія ARL
Швейцарська компанія Bruker
35
Підготовка CMCS
Використовуючи целюлозу з соснового дерева, попередньо оброблену концентрованою деконалістизацією лугу як сировини, використовуючи етанол як розчинник та використовуючи хлороацетат натрію як ефірність
CMC з більш високим DS готували шляхом додавання лугу двічі та ефірного агента двічі. Додайте 2 г целюлози з соснового дерева в чотирикутну колбу, потім додайте певний об'єм розчинника етанолу і добре перемішайте протягом 30 хвилин
Про, так що лужна целюлоза повністю диспергується. Потім додайте певну кількість лужного агента та хлороацетату натрію, щоб реагувати на певний проміжок часу при певній температурі ефірності
Через час друге додавання лужного агента та хлороацетату натрію з подальшим ефірифікацією протягом певного періоду часу. Після того, як реакція закінчиться, охолоджуйтесь і охолонеш, потім
Нейтралізуйте відповідною кількістю льодовикової оцтової кислоти, потім всмоктувального фільтра, промивання та сухий.
Підготовка HECS
Використовуючи целюлозу з соснового дерева, попередньо оброблену концентрованою деконалістизацією лугу як сировини, етанол як розчинник та 2-хлоретанол як ефірність
HEC з більш високим МС готували шляхом додавання лугу двічі та ефірного агента двічі. Додайте 2 г целюлози з соснового дерева в чотирикутну колбу і додайте певний об'єм 90% (об'ємна фракція) етанол, перемішування
Перемішайте протягом певного часу, щоб повністю розійштися, а потім додати певну кількість лугу і повільно нагрівати, додайте певний об'єм 2-
Хлоротанол, ефірний при постійній температурі протягом певного періоду часу, а потім додав решту гідроксиду натрію та 2-хлоретанолу для продовження ефірності протягом певного періоду. лікувати
Після завершення реакції нейтралізуйте певною кількістю льодовикової оцтової кислоти і, нарешті, фільтруйте зі скляним фільтром (G3), промивати та сушити.
Підготовка HEMCC
Використання HEC, підготовленого в 3.2.3.4 як сировину, етанол як реакційне середовище та хлороацетат натрію як ефірний засіб для приготування
HECMC. Конкретний процес полягає в тому, що: Візьміть певну кількість HEC, покладіть його в 100 мл чотирикутної колби, а потім додайте певну кількість обсягу
90% етанол, механічно перемішайте протягом певного періоду часу, щоб зробити його повністю дисперсним, додайте певну кількість лугу після нагрівання і повільно додайте
Хлороацетат натрію, ефірність при постійній температурі закінчується через певний проміжок часу. Після завершення реакції нейтралізуйте її льодовиковою оцтовою кислотою, щоб нейтралізувати її, потім використовуйте скляний фільтр (G3)
Після всмоктувальної фільтрації миття та висихання.
Очищення ефірів целюлози
У процесі підготовки ефіру целюлози часто виробляються деякі побічні продукти, головним чином неорганічний хлорид солі та деякі інші
домішки. Для покращення якості ефіру целюлози було проведено просте очищення на отриманому ефірі целюлози. Тому що вони у воді
Існує різна розчинність, тому експеримент використовує певну об'ємну частку гідратого етанолу для очищення підготовлених трьох ефірів целюлози.
зміна.
Помістіть зразок ефіру целюлози, приготований з певною якістю в склянку, додайте певну кількість 80% етанолу, який попередньо нагрівається до 60 ℃ ~ 65 ℃ та підтримуйте механічне перемішування при 60 ℃ ~ 65 ℃ на постійну температуру нагрівання магнітної мішалки на 10 ℃. хв. Візьміть супернатант
У чистому склянці використовуйте нітрату срібла, щоб перевірити наявність хлоридних іонів. Якщо є білий осад, фільтруйте його через скляний фільтр і візьміть тверду репутацію
Повторіть попередні етапи частини тіла, поки фільтрату після додавання 1 краплі розчину AgNO3 не має білого осаду, тобто очищення та промивання завершуються.
36
в (головним чином для видалення реакції побічного продукту NaCl). Після всмоктувальної фільтрації, сушіння, охолодження до кімнатної температури та зважування.
Маса, g.
Методи тесту та характеристики для целюлозних ефірів
Визначення ступеня заміщення (ДС) та молярного ступеня заміщення (МС)
Визначення DS: По -перше, важить 0,2 г (точне до 0,1 мг) очищеного та сушеного зразка ефіру целюлози, розчиняйте його в
80 мл дистильованої води, перемішування на постійній температурній водяній бані на 30 ℃ ~ 40 ℃ протягом 10 хв. Потім відрегулюйте за допомогою розчину сірчаної кислоти або розчину NaOH
pH розчину до доки рН розчину не становитиме 8. Потім у скляк, оснащеному електродом рН, використовуйте стандартний розчин сірчаної кислоти
Щоб титрувати, в умовах ворушіння, дотримуйтесь читання лічильника рН під час титрування, коли значення pH розчину регулюється до 3,74,
Титрування закінчується. Зверніть увагу на об'єм стандартного розчину сірчаної кислоти, що використовується в цей час.
Покоління:
Сума верхніх читонів протонів та гідроксиетил
Співвідношення кількості верхніх протонів; I7 - маса метиленової групи в гідроксиетил -групі
Інтенсивність вершини резонансу протона; - інтенсивність протонного резонансу піку 5 метінової групи та однієї метиленової групи на целюлозній глюкозній одиниці
Сума.
Методи тестування, описані для тестування інфрачервоної характеристики трьох ефірів целюлози CMC, HEC та HEECMC
Закон
3.2.4.3 тест XRD
Рентгенівський дифракційний аналіз Характеристика трьох ефірів целюлози CMC, HEC та HEECMC
описаний метод тестування.
3.2.4.4 Тестування H-NMR
НМР -спектрометр HEC вимірювали за допомогою спектрометра ЯМР AVANCE400 H, що виробляється Bruker.
Використовуючи дейтерований диметилсульфоксид в якості розчинника, розчин перевіряли за допомогою рідкої яМР -спектроскопії. Частота тестування становила 75,5 МГц.
Теплий, розчин 0,5 мл.
3.3 Результати та аналіз
3.3.1 Оптимізація процесу підготовки CMC
Використовуючи соснову целюлозу, витягнуту у другій главі як сировину, і використовуючи хлороацетат натрію як ефрифікуючий засіб, був прийнятий метод однофакторного експерименту,
Процес підготовки CMC був оптимізований, а початкові змінні експерименту були встановлені, як показано в таблиці 3.3. Далі наведено процес підготовки HEC
У мистецтві аналіз різних факторів.
Таблиця 3.3 Початкові значення факторів
Початкове значення фактора
Температура Alkalizing Alkalizing/℃ 40
Попередня обробка часу
Співвідношення суцільної рідини/(g/мл) 1:25
Концентрація луга/% 40 40
38
Температура ефірності першого етапу/℃ 45
Час ефірності першого ступеня/H 1
Температура ефірності на другому етапі/℃ 70
Час ефірності другого етапу/H 1
База дозування на стадії ефірності/G 2
Кількість ефірного агента на етапі ефірифікації/G 4.3
Ефірне співвідношення твердої рідини/(g/мл) 1:15
3.3.1.1 Вплив різних факторів на ступінь заміщення CMC на стадії алкалізації попередньої обробки
1. Вплив температури алкалізації попередньої обробки на ступінь заміщення CMC
Для того, щоб врахувати вплив температури алкалізації попередньої обробки на ступінь заміщення у отриманому КМК, у випадку фіксації інших факторів як початкових значень,
В умовах обговорюється вплив температури алькалізації попередньої обробки на ступінь заміщення CMC, і результати показані на фіг.
Температура з попередньою обробкою/℃
Вплив температури Alkalizing попередньої обробки на ступінь заміщення CMC
Видно, що ступінь заміщення КМК збільшується зі збільшенням температури алкалізації попередньої обробки, а температура алкалізації - 30 ° С.
Вищезазначені ступені заміни зменшуються зі збільшенням температури. Це тому
Ефективно знищити кристалічну область целюлози, що ускладнює ефірну агента потрапити до внутрішньої частини целюлози на стадії ефірності, а ступінь реакції відносно висока.
низький, в результаті чого нижчий ступінь заміни продукту. Однак температура алкалізації не повинна бути занадто високою. Зі збільшенням температури при дії високої температури та сильного лугу,
Целюлоза схильна до окислювальної деградації, а ступінь заміщення продукту CMC зменшується.
2. Вплив часу алькалінізації попередньої обробки на ступінь заміщення CMC
За умови, що температура алкалізації попередньої обробки становить 30 ° C, а інші фактори - початкові значення, обговорюється вплив часу на передпомову на CMC.
Ефект заміни. Ступінь заміщення
Попередня обробка часу
Вплив часу на обробку лужної обробки наCMCступінь заміщення
Сам процес накопичення відносно швидкий, але розчин лугу потребує певного часу дифузії у волокні.
Видно, що коли час алкалізації становить 0,5-1,5 год, ступінь заміщення продукту збільшується зі збільшенням часу алкалізації.
Ступінь заміни отриманого продукту був найвищим, коли час становив 1,5 години, а ступінь заміщення зменшився зі збільшенням часу через 1,5 год. Це може
Це може бути тому, що на початку алкалізації, при продовженні часу алкалізації, інфільтрація лугу до целюлози є більш достатньою, так що волокно
Прем'єр
Час посади: квітня-26-2024